花凉亭灌区信息化建设现状与发展思路探讨

王铭铭 殷 切

花凉亭灌区位于安徽省安庆市花凉亭水库下游，灌区总控制面积1195.9km2，属国家大（二）型灌区。目前灌区总干渠1 条、干渠4 条、分干渠6 条、万亩以上支渠24 条、三千至万亩支渠49 条、三千亩以下支渠84 条，各类渠道累计长1656.26km。目前，灌区取水、调水等各类业务开展沿用传统的管理方式有序推进，但面对灌区现代化管理的发展需要，以及灌区用水总量控制、节水灌溉、农业水价改革等业务精细化管理需求，依托传统的管理方式方法，已难以达到高效、有序的管理目标。

灌区信息化建设是依靠科技进步，突破传统灌区管理思路，推进灌区现代化的重要举措，是提高灌区管理和服务水平的重要手段，可为灌区科学决策、自动监管、智能管理提供强大的技术支撑。

一、花凉亭灌区信息化建设现状

花凉亭灌区信息化建设起步较早，前期开展了部分信息化探索性建设，主要完成了信息化机房、会商室、局网站、视频监控、闸门自动化监控等建设内容。其中信息化机房内已配置了交换机、路由器、服务器等网络及存储设备，具备平台建设的运行环境。会商室已与安庆市水利局进行专网连接，并配有视频会商设备及液晶拼接屏，可实现与省、市主管部门进行视频会议。灌区管理局开发、部署了门户网站并接入电信云平台，可通过公网发布通知公告、灌区业务管理相关新闻等。开展了重要节点的视频监控站点建设，并租用视频平台，灌区管理人员可实现对各站点的视频监控。此外，前期对闸门自动化监控开展了尝试性建设，拉开了花凉亭灌区信息化建设的序幕。

依托安徽省水资源监控能力项目建设，花凉亭灌区共计建设了总干渠、双庙湖、太怀干渠、南山寺4 个节点的灌区量测水建设，实现了现场流量数据采集、传输和上传，数据落地于省水资源监测信息服务平台。灌区供水县界节点已建人工缆道式测流站，灌区供水乡界节点已建人工测流桥，大多具有测流标准断面，采用人工流速仪测流的方式进行计量。

二、花凉亭灌区信息化发展思路

遵循“利用已有资源、避免重复建设”和“平台互联互通、数据充分共享”的建设思路，基于已建灌区信息化硬件平台，利用部分已建计量设备，开展花凉亭灌区信息化的建设，实现灌区取水精确计量、信息综合管理的目标。按照统一标准体系，参考国家水资源取水监控系统建设，在满足安庆市花凉亭灌区管理当前需要的基础上，保障系统建设的冗余性和可扩展性，为后期持续建设打下基础。

按照整体规划、分布实施的建设思路，将依次开展花凉亭灌区总干渠、4 条干渠、6 条分干渠、24 条万亩以上支渠、49 条三千至万亩支渠及84 条三千亩以下支渠的取水计量监测。按照急用先建的原则，优先开展灌区管理重要节点流量、水位监测，以及灌区信息化管理平台的建设，打造好满足灌区信息化整体需求的信息化平台基础。同时平台建设考虑各县灌区用于灌溉调度的控制点及越级农渠（直灌涵口）的计量需求，平台预留拓展接口，并开发人工数据交互模块，满足信息录入与信息综合管理需求。此外，灌区信息化建设宜注重数据共享，避免数据孤立，满足本灌区监测信息与省水资源取水管理平台或其他平台的共享需求，最终实现灌区全面计量、统筹管理的目标。

三、花凉亭灌区信息化建设需求分析

1.灌区信息化综合监管平台建设需求

花凉亭灌区已具有良好的硬件环境，应基于灌区管理局已建平台硬件资源，设计并开发系统软件，实现对灌区取水信息的采集、展示、统计、分析等功能，为最严格水资源管理、灌区用水调度、业务管理等提供综合信息服务平台。按照急用先建的原则，可优先开发花凉亭灌区信息监管软件，实现对灌区取水、渠道水位、闸门开启情况等动态监测，尤其需实现对灌区量测水的实时监测，实现取水数据的入库、展示、统计、分析等，为取水总量控制，调水、配水业务开展，节水建设等重要业务的开展提供保障。

根据水利部相关规定，系统平台需采集计量设备的瞬时流量、累计流量、渠道水位等相关信息，并根据相关信息计算出时取水量、日取水量、月取水量和年度取水量等信息。数据采集频率应为每小时一条，并根据实际需要调整数据的采集频率。

2.移动应用管理需求

水资源业务管理移动化是提升管理效率的可靠手段，利用个人移动设备(手机)，开发移动客户端软件，实现异地查询、管理等。根据灌区管理需要，首先需通过移动终端上查询监测点的实时流量、水量信息和历史流量、水量信息，实现移动化管理。其次，管理人员通过移动化终端查询用水信息，根据现场计量设备数据核实系统监控的取水信息。

3.灌区数据体系建设

基础数据是业务管理的必要支撑，花凉亭灌区信息化建设起始，需开展灌区整体基础数据的收集，并按照行业标准规范进行整编，形成可供导入系统管理的灌区数据体系。按照基础数据、监测数据、业务数据、空间数据、多媒体数据等不同类别建立灌区数据库，实现对灌区数据的管理和应用。

数据整编需要根据灌区实际情况，首先对灌区范围内所有对象种类建立名录，同时开展对象名录的核实完善工作，重点核查对象名称是否有误，对象是否有重复、遗漏，是否有需要调整的重点建设工程对象；按照相关技术标准、规范的要求，对名录所有对象进行统一分类编码，并按照相应数据库表对各类对象进行属性数据收集汇总。

4.灌区感知体系建设

灌区感知体系即是对灌区管理所需的信息进行感知和采集，主要包括流量、水位、水质、墒情、闸位、水泵工作状态等感知要素。信息感知即利用现代化传感技术实现对上述信息的感知，对于同一监测要素，不同的应用条件和场景需要选用不用的传感设备，以保障数据采集精度。以闸位信息感知为例，螺杆式闸门多选择齿轮啮合式闸位计，亦可选用恒力收缩式闸位计；而卷扬式闸门则多采用恒力收缩式闸位计。信息采集则利用嵌入式、物联网等技术，实现对感知数据的采集与传输，最终数据的汇集与应用。以水位数据采集为例，遥测终端设备通过格雷码、RS-485、脉冲、4-20mA 等不同接口形式与传感设备连接，实现对感知数据的获取，并在终端处显示和向上传输，最终实现灌区水位数据的获取。

5.智能运维管理体系建设

灌区信息化系统非单纯信息化项目建设，灌区信息化与水利专业知识交织甚密，需要深耕水利行业的信息化专业人士主导建设与管理。对于花凉亭灌区而言，水利专业人才充足，但信息化专业人才队伍不足，系统建设后无法长期高效运转是灌区信息化建设的潜在风险。因此，建设期需考虑智能运维体系的搭建，实现系统故障的自动识别与预警，自动分析故障原因，记录故障时间，以减轻灌区信息化系统的管理压力。

四、结语

灌区信息化建设是实现灌区管理现代化的必经之路，灌区来水、配水、用水等各环节的指标监管是实现灌区水量科学调配、精准计量、节水改造等精细化管理的基础，可有效提高灌区管理水平。针对当前灌区业务的需求，灌区取水精准计量、重要节点视频监控、闸门远程调控、数据资源体系、灌区综合信息平台等是灌区优先建设的重点内容。花凉亭灌区以量测水项目建设为契机，优先开展灌区取水计量及信息化平台建设，为灌区信息化建设奠定了基础